Системный подход и его виды.

Системный подход возник как метод исследования во время Второй мировой войны (1939-1945), когда военные столкнулись с проблемами комплексного характера, которые требовали учета и взаимодействия многих факторов в рамках целого. Например, снабжение армии, планирование и проведение военных операций, принятие решений и т.п.

На основе системного исследование возникает наука об управлении – кибернетика. Сам термин “кибернетика” в переводе с древнегреческого означает кормчий, тот, кто управляет судном. У истоков кибернетики стояли такие известные ученые как Н.Винер(1894-1964), У.Эшби(1903-1972) и др.

Управление есть процесс накопления, передачи и преобразования информации.

Информация – устранение неопределенности. Информация может также пониматься как случайно запомненный выбор.

Управление осуществляется посредством последовательных точных предписаний – алгоритмов. Чем больше полезной информации (меньше неопределенности), тем организованнее система и ей проще управлять.

Появление компьютеров стало необходимой технической базой обработки и получения информации.

Процесс управления основан на механизме обратной связи. Это понятие разрабатывается в 40-50 годах ХХ века Н.Винером. В работе «Кибернетика и связь в животном и машине» Винер следующим образом определяет обратную связь: «Когда мы хотим, чтобы некоторое устройство выполняло заданное движение, разница между заданным и фактическим движением используется как новый входной сигнал, заставляющий регулируемую часть устройства, двигаться так, чтобы фактическое движение, все более приближалось к заданному».

Примером системы с обратной связью может служить летящий самолет противника и зенитная установка с встроенным в нее кибернетическим устройством, которая должна его сбить. Или система, состоящая из упавшего на пол предмета и слаженного действия нашего организма по его оптимальному поднятию и т.д.

Всегда ли достижение цели оправдывает затраченные на нее средства? – задается вопросом Винер. В принципе, достичь со временем можно любой цели, но сделает ли она человечество и мир счастливее? Ни для кого не секрет, что совершенные с технической точки зрения военные системы (средства уничтожения) приносят гибель и страдания; а автоматизированное и компьютеризированное производство оставляет безработными, без средств к существованию, миллионы трудящихся.

В работе «Творец и робот» Винер воспроизводит легенду об обезъяньей лапе Р.Киплинга, краткое содержание которой суть следующее. Один моряк останавливается в одном из портовых городов в доме на ночлег. Утром в качестве платы за ночлег, он оставляет хозяевам сушеную обезъянью лапу. Лапа эта волшебная, она может выполнить три желания. Моряк советует хозяевам хорошо подумать, прежде чем загадывать желания. Первое желание хозяев – чтобы сейчас же появились деньги (3000 долларов). Раздается стук в дверь и входит почтальон. Он приносит чек на 3000 долларов, которые посылает семье фирма, в которой служит их старший сын. Фирма сообщает, что сын их трагически погиб, и она посылает деньги в качестве компенсации этой тяжелой утраты. Семья в шоке, но еще остаются два желания. Все желают, чтобы сын вернулся домой живой. Лапа хотя и волшебная, но не все ей подвластно. Домой возвращается призрак сына. Сначала все счастливы, но через некоторое время становится понятным, что это не человек. Все мучаются, включая и самого призрака. Последним обоюдным желанием является желание, чтобы призрак исчез, а душа сына упокоилась. Желание исполняется и призрак исчезает. Все три желания исполнены. Осталось 3000 долларов, которые такой ценой, которую за них заплатили, никому не нужны. Вывод, который делает из этой притчи Винер, гласит, что прежде чем достигать ту или иную цель, нужно подумать, какую цену придется за нее заплатить.

Обратная связь бывает «положительной» и «отрицательной» (гомеостатической)

“Положительная” обратная связь.

Представим себе, что существует ряд элементов системы, каждый из которых усиливает действие другого таким образом, что элемент А усиливает действие элемента В, а В, в свою очередь, усиливает действие элемента С и так далее и, наконец, элемент Z усиливает действие А. Так усиление действия в одного из элементов неизбежно вызовет лавинообразное нарастание функций всей системы в целом, и обратно, малейшее угасание действия одного из элементов вызывает общее угасание функций системы. Циклы с “положительной” обратной связью редко встречаются в природе (например, лавина в горах, лесной пожар, ядерный распад и т.п.).

А В С D…..

Z

“Отрицательная” обратная связь.

Неустойчивую систему с “положительной” обратной связью можно превратить в устойчивую, введя в циклический процесс А—В—С…Z звено (назовем его α ), воздействие которого на следующее звено цепи тем слабее, чем сильнее влияет на него предыдущее. Таким образом, возникает регулируемый цикл – гомеостазис (сохранение целостности). Например, регулирование сахара в крови человека, функционирование технических систем типа пылесоса или холодильника и т.п.

А α В С D…..

Z

Математическое моделирование.

Одним из распространенных видов системного подхода является математическое моделирование. Для его применения необходимо рассмотреть ряд однотипных систем и выявить в них общие, качественно однородные свойства, которые выразить в виде чисел. Зависимость между свойствами может быть выражена в виде функций и уравнений. На этой основе создается математическая (теоретическая) модель изучаемых систем. С помощью модели можно предвидеть дальнейшее поведение системы, сделать долгосрочный прогноз. В дальнейшем сделанный прогноз по возможности проверяется наблюдениями или экспериментами. Например, сценарий “ядерной зимы” К.Сагана, предсказания Римского клуба (Медоуза) развития человечества до 2000 года (сделано предсказание в 70-ых годах 20 века) и т.д.

Системотехника.

Другим вариантом системного исследования можно считать системотехнику. В рамках системотехники конструируются новейшие, сложнейшие технические системы, в которых учитываются не только работа механизмов, но и действие человека-оператора, управляющего механизмами. Системотехника – это внедрение человеко-машинных систем, компьютеров, работающих в системе диалога с исследователем.

Системный анализ.

В рамках системного анализа рассматриваются комплексные, многоуровневые системы, состоящие из элементов разной природы, но взаимосвязанные друг с другом в рамках единого целого.

Например, фабрика, где связаны воедино и подчинены единой цели элементы разной природы: производство товара, его сбыт, снабжение сырьем, конструкторские разработки, ремонтные службы, социальная сфера и т.д. Вуз, где соединяются вместе такие элементы, как процесс обучения, научные разработки, административно-хозяйственные службы, социально-культурная сфера и т.д.

Для физика, химика, социолога важно раскрыть конкретные, специфические связи и закономерности изучаемых систем. Задачей теоретика системного метода является выявление наиболее общие свойств и отношений таких систем, обнаружение в них общих принципов системного метода.